ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ્સની વ્યાખ્યા અને પરીક્ષણ પદ્ધતિઓની ફોકલ લંબાઈ

1.ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ્સની ફોકલ લંબાઈ

ફોકલ લેન્થ એ ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમનું ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ સૂચક છે, ફોકલ લેન્થની વિભાવના માટે, અમને વધુ કે ઓછી સમજ છે, અમે અહીં સમીક્ષા કરીએ છીએ.
ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમની ફોકલ લંબાઈ, જ્યારે સમાંતર પ્રકાશની ઘટના બને ત્યારે ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમના ઓપ્ટિકલ સેન્ટરથી બીમના કેન્દ્ર સુધીના અંતર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે, તે ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમમાં પ્રકાશની સાંદ્રતા અથવા વિચલનનું માપ છે. આ ખ્યાલને સમજાવવા માટે અમે નીચેની રેખાકૃતિનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.

ઉપરોક્ત આકૃતિમાં, ડાબા છેડેથી સમાંતર બીમની ઘટના, ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમમાંથી પસાર થયા પછી, ઇમેજ ફોકસ F' પર કન્વર્જ થાય છે, કન્વર્જિંગ કિરણની રિવર્સ એક્સ્ટેંશન લાઇન ઘટના સમાંતર કિરણની અનુરૂપ એક્સ્ટેંશન રેખા સાથે છેદે છે. બિંદુ, અને સપાટી જે આ બિંદુને પસાર કરે છે અને ઓપ્ટિકલ અક્ષને લંબરૂપ છે તેને પાછળનું મુખ્ય વિમાન કહેવામાં આવે છે, પાછળનું મુખ્ય વિમાન બિંદુ P2 પર ઓપ્ટિકલ અક્ષ સાથે છેદે છે, જેને મુખ્ય બિંદુ (અથવા ઓપ્ટિકલ કેન્દ્ર બિંદુ) કહેવાય છે. મુખ્ય બિંદુ અને ઇમેજ ફોકસ વચ્ચેનું અંતર, તેને આપણે સામાન્ય રીતે ફોકલ લેન્થ કહીએ છીએ, આખું નામ ઇમેજની અસરકારક ફોકલ લેન્થ છે.
આકૃતિ પરથી તે પણ જોઈ શકાય છે કે ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમની છેલ્લી સપાટીથી ઇમેજના ફોકલ પોઈન્ટ F' સુધીના અંતરને બેક ફોકલ લેન્થ (BFL) કહેવામાં આવે છે. અનુરૂપ, જો સમાંતર બીમ જમણી બાજુથી બનેલી હોય, તો અસરકારક કેન્દ્રીય લંબાઈ અને આગળની કેન્દ્રીય લંબાઈ (FFL) ના ખ્યાલો પણ છે.

2. ફોકલ લંબાઈ પરીક્ષણ પદ્ધતિઓ

વ્યવહારમાં, એવી ઘણી પદ્ધતિઓ છે જેનો ઉપયોગ ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ્સની કેન્દ્રીય લંબાઈને ચકાસવા માટે થઈ શકે છે. વિવિધ સિદ્ધાંતોના આધારે, કેન્દ્રીય લંબાઈ પરીક્ષણ પદ્ધતિઓને ત્રણ શ્રેણીઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. પ્રથમ કેટેગરી ઇમેજ પ્લેનની સ્થિતિ પર આધારિત છે, બીજી કેટેગરી ફોકલ લેન્થ વેલ્યુ મેળવવા માટે મેગ્નિફિકેશન અને ફોકલ લેન્થ વચ્ચેના સંબંધનો ઉપયોગ કરે છે અને ત્રીજી કેટેગરી ફોકલ લેન્થ વેલ્યુ મેળવવા માટે કન્વર્જિંગ લાઇટ બીમની વેવફ્રન્ટ વક્રતાનો ઉપયોગ કરે છે. .
આ વિભાગમાં, અમે ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ્સની કેન્દ્રીય લંબાઈના પરીક્ષણ માટે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી પદ્ધતિઓ રજૂ કરીશું:

2.1Cઓલિમેટર પદ્ધતિ

ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમની ફોકલ લંબાઈને ચકાસવા માટે કોલિમેટરનો ઉપયોગ કરવાનો સિદ્ધાંત નીચેની આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે છે:

આકૃતિમાં, ટેસ્ટ પેટર્ન કોલિમેટરના ફોકસ પર મૂકવામાં આવે છે. પરીક્ષણ પેટર્નની ઊંચાઈ y અને કેન્દ્રીય લંબાઈ f_c' કોલીમેટર જાણીતું છે. કોલિમેટર દ્વારા ઉત્સર્જિત સમાંતર બીમ પરીક્ષણ કરેલ ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ દ્વારા કન્વર્જ થયા પછી અને ઈમેજ પ્લેન પર ઈમેજ કર્યા પછી, ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમની ફોકલ લેન્થ ઈમેજ પ્લેન પર ટેસ્ટ પેટર્નની ઊંચાઈ y' ના આધારે ગણતરી કરી શકાય છે. ચકાસાયેલ ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમની ફોકલ લંબાઈ નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરી શકે છે:

2.2 ગૌસિયનMઇથોડ
ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમની ફોકલ લેન્થ ચકાસવા માટે ગૌસીયન પદ્ધતિની યોજનાકીય આકૃતિ નીચે પ્રમાણે બતાવવામાં આવી છે:

આકૃતિમાં, પરીક્ષણ હેઠળ ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમના આગળના અને પાછળના મુખ્ય વિમાનોને અનુક્રમે P અને P' તરીકે દર્શાવવામાં આવ્યા છે, અને બે મુખ્ય વિમાનો વચ્ચેનું અંતર d છે._P. આ પદ્ધતિમાં, d ની કિંમત_Pજાણીતું માનવામાં આવે છે, અથવા તેનું મૂલ્ય નાનું છે અને તેને અવગણી શકાય છે. ઑબ્જેક્ટ અને રિસિવિંગ સ્ક્રીન ડાબી અને જમણી બાજુએ મૂકવામાં આવે છે, અને તેમની વચ્ચેનું અંતર L તરીકે નોંધવામાં આવે છે, જ્યાં L એ પરીક્ષણ હેઠળની સિસ્ટમની કેન્દ્રીય લંબાઈ કરતાં 4 ગણા વધારે હોવું જરૂરી છે. પરીક્ષણ હેઠળની સિસ્ટમને અનુક્રમે પોઝિશન 1 અને પોઝિશન 2 તરીકે સૂચિત કરીને બે સ્થાનો પર મૂકી શકાય છે. ડાબી બાજુના ઑબ્જેક્ટને પ્રાપ્ત સ્ક્રીન પર સ્પષ્ટપણે ઇમેજ કરી શકાય છે. આ બે સ્થાનો વચ્ચેનું અંતર (D તરીકે સૂચિત) માપી શકાય છે. સંયુક્ત સંબંધ અનુસાર, આપણે મેળવી શકીએ છીએ:

આ બે સ્થાનો પર, ઑબ્જેક્ટની અંતર અનુક્રમે s1 અને s2 તરીકે નોંધવામાં આવે છે, પછી s2 - s1 = D. ફોર્મ્યુલા વ્યુત્પત્તિ દ્વારા, આપણે નીચે પ્રમાણે ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમની કેન્દ્રીય લંબાઈ મેળવી શકીએ છીએ:

2.3એલએન્સોમીટર
લેન્સોમીટર લાંબી ફોકલ લેન્થ ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમના પરીક્ષણ માટે ખૂબ જ યોગ્ય છે. તેની યોજનાકીય આકૃતિ નીચે મુજબ છે:

પ્રથમ, પરીક્ષણ હેઠળનો લેન્સ ઓપ્ટિકલ પાથમાં મૂકવામાં આવતો નથી. ડાબી બાજુનું અવલોકન કરાયેલ લક્ષ્ય કોલિમેટીંગ લેન્સમાંથી પસાર થાય છે અને સમાંતર પ્રકાશ બને છે. સમાંતર પ્રકાશ f ની કેન્દ્રીય લંબાઈ સાથે કન્વર્જિંગ લેન્સ દ્વારા કન્વર્જ થાય છે₂અને સંદર્ભ ઇમેજ પ્લેન પર સ્પષ્ટ છબી બનાવે છે. ઓપ્ટિકલ પાથને માપાંકિત કર્યા પછી, પરીક્ષણ હેઠળના લેન્સને ઓપ્ટિકલ પાથમાં મૂકવામાં આવે છે, અને પરીક્ષણ હેઠળના લેન્સ અને કન્વર્જિંગ લેન્સ વચ્ચેનું અંતર f છે.₂. પરિણામે, પરીક્ષણ હેઠળના લેન્સની ક્રિયાને લીધે, પ્રકાશ બીમ ફરીથી ફોકસ કરવામાં આવશે, જેના કારણે ઇમેજ પ્લેનની સ્થિતિમાં ફેરફાર થશે, પરિણામે ડાયાગ્રામમાં નવા ઇમેજ પ્લેનની સ્થિતિ પર સ્પષ્ટ ઇમેજ આવશે. નવી ઇમેજ પ્લેન અને કન્વર્જિંગ લેન્સ વચ્ચેનું અંતર x તરીકે સૂચવવામાં આવે છે. ઑબ્જેક્ટ-ઇમેજ સંબંધના આધારે, પરીક્ષણ હેઠળના લેન્સની ફોકલ લંબાઈ આ પ્રમાણે અનુમાનિત કરી શકાય છે:

વ્યવહારમાં, સ્પેક્ટેકલ લેન્સના ટોચના કેન્દ્રીય માપનમાં લેન્સોમીટરનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, અને તેમાં સરળ કામગીરી અને વિશ્વસનીય ચોકસાઇના ફાયદા છે.

2.4 એબેRઇફ્રેક્ટોમીટર

એબે રીફ્રેક્ટોમીટર એ ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ્સની કેન્દ્રીય લંબાઈના પરીક્ષણ માટે બીજી પદ્ધતિ છે. તેની યોજનાકીય આકૃતિ નીચે મુજબ છે:

પરીક્ષણ હેઠળ લેન્સની ઑબ્જેક્ટ સપાટીની બાજુએ જુદી જુદી ઊંચાઈવાળા બે શાસકો મૂકો, એટલે કે સ્કેલપ્લેટ 1 અને સ્કેલપ્લેટ 2. અનુરૂપ સ્કેલપ્લેટ્સની ઊંચાઈ y1 અને y2 છે. બે સ્કેલપ્લેટ વચ્ચેનું અંતર e છે, અને શાસકની ટોચની રેખા અને ઓપ્ટિકલ અક્ષ વચ્ચેનો ખૂણો u છે. સ્કેલપ્લેટેડને f ની ફોકલ લંબાઈ સાથે પરીક્ષણ કરેલ લેન્સ દ્વારા ઇમેજ કરવામાં આવે છે. ઇમેજ સપાટીના અંતમાં માઇક્રોસ્કોપ સ્થાપિત થયેલ છે. માઇક્રોસ્કોપની સ્થિતિને ખસેડવાથી, બે સ્કેલપ્લેટની ટોચની છબીઓ જોવા મળે છે. આ સમયે, માઇક્રોસ્કોપ અને ઓપ્ટિકલ અક્ષ વચ્ચેનું અંતર y તરીકે સૂચવવામાં આવે છે. ઑબ્જેક્ટ-ઇમેજ સંબંધ અનુસાર, આપણે ફોકલ લંબાઈ આ રીતે મેળવી શકીએ છીએ:

2.5 મોઇરે ડિફ્લેક્ટોમેટ્રીપદ્ધતિ
મોઇરે ડિફ્લેક્ટોમેટ્રી પદ્ધતિ સમાંતર પ્રકાશ બીમમાં રોન્ચીના નિયમોના બે સેટનો ઉપયોગ કરશે. રોન્ચી રુલિંગ એ કાચના સબસ્ટ્રેટ પર જમા થયેલ મેટલ ક્રોમિયમ ફિલ્મની ગ્રીડ જેવી પેટર્ન છે, જે સામાન્ય રીતે ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ્સના પ્રભાવને ચકાસવા માટે વપરાય છે. આ પદ્ધતિ ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમની કેન્દ્રીય લંબાઈને ચકાસવા માટે બે ગ્રેટિંગ્સ દ્વારા રચાયેલી મોઇરે ફ્રિન્જ્સમાં ફેરફારનો ઉપયોગ કરે છે. સિદ્ધાંતની યોજનાકીય રેખાકૃતિ નીચે મુજબ છે:

ઉપરની આકૃતિમાં, અવલોકન કરેલ પદાર્થ, કોલિમેટરમાંથી પસાર થયા પછી, સમાંતર બીમ બને છે. ઓપ્ટિકલ પાથમાં, પહેલા પરીક્ષણ કરેલ લેન્સ ઉમેર્યા વિના, સમાંતર બીમ θ ના વિસ્થાપન કોણ અને d ની જાળીની અંતર સાથે બે ગ્રૅટિંગ્સમાંથી પસાર થાય છે, જે ઇમેજ પ્લેન પર મોઇરે ફ્રિન્જ્સનો સમૂહ બનાવે છે. પછી, પરીક્ષણ કરેલ લેન્સ ઓપ્ટિકલ પાથમાં મૂકવામાં આવે છે. મૂળ કોલિમેટેડ પ્રકાશ, લેન્સ દ્વારા વક્રીભવન પછી, ચોક્કસ ફોકલ લંબાઈ પેદા કરશે. પ્રકાશ કિરણની વક્રતા ત્રિજ્યા નીચેના સૂત્રમાંથી મેળવી શકાય છે:

સામાન્ય રીતે પરીક્ષણ હેઠળના લેન્સને પ્રથમ જાળીની ખૂબ જ નજીક મૂકવામાં આવે છે, તેથી ઉપરના સૂત્રમાં R મૂલ્ય લેન્સની કેન્દ્રીય લંબાઈને અનુરૂપ છે. આ પદ્ધતિનો ફાયદો એ છે કે તે હકારાત્મક અને નકારાત્મક ફોકલ લેન્થ સિસ્ટમ્સની કેન્દ્રીય લંબાઈને ચકાસી શકે છે.

2.6 ઓપ્ટિકલFiberAયુટોકોલિમેશનMઇથોડ
લેન્સની ફોકલ લંબાઈ ચકાસવા માટે ઓપ્ટિકલ ફાઈબર ઓટોકોલિમેશન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવાનો સિદ્ધાંત નીચેની આકૃતિમાં બતાવવામાં આવ્યો છે. તે ફાઇબર ઓપ્ટિક્સનો ઉપયોગ કરીને એક અલગ બીમ ઉત્સર્જિત કરે છે જે પરીક્ષણ કરવામાં આવતા લેન્સમાંથી પસાર થાય છે અને પછી પ્લેન મિરર પર જાય છે. આકૃતિમાં ત્રણ ઓપ્ટિકલ પાથ અનુક્રમે ફોકસની અંદર, ફોકસની અંદર અને ફોકસની બહાર ઓપ્ટિકલ ફાઈબરની સ્થિતિનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. પરીક્ષણ હેઠળ લેન્સની સ્થિતિને આગળ અને પાછળ ખસેડીને, તમે ફોકસ પર ફાઇબર હેડની સ્થિતિ શોધી શકો છો. આ સમયે, બીમ સ્વ-સંકલિત છે, અને પ્લેન મિરર દ્વારા પ્રતિબિંબિત કર્યા પછી, મોટાભાગની ઊર્જા ફાઇબર હેડની સ્થિતિ પર પાછા આવશે. પદ્ધતિ સિદ્ધાંતમાં સરળ અને અમલમાં સરળ છે.

3.નિષ્કર્ષ

ફોકલ લંબાઈ એ ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમનું મહત્વનું પરિમાણ છે. આ લેખમાં, અમે ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમની કેન્દ્રીય લંબાઈ અને તેની પરીક્ષણ પદ્ધતિઓની વિગત આપીએ છીએ. સ્કીમેટિક ડાયાગ્રામ સાથે જોડીને, અમે ફોકલ લેન્થની વ્યાખ્યા સમજાવીએ છીએ, જેમાં ઇમેજ-સાઇડ ફોકલ લેન્થ, ઑબ્જેક્ટ-સાઇડ ફોકલ લેન્થ અને ફ્રન્ટ-ટુ-બેક ફૉકલ લેન્થનો સમાવેશ થાય છે. વ્યવહારમાં, ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમની કેન્દ્રીય લંબાઈના પરીક્ષણ માટે ઘણી પદ્ધતિઓ છે. આ લેખ કોલિમેટર પદ્ધતિ, ગૌસીયન પદ્ધતિ, કેન્દ્રીય લંબાઈ માપન પદ્ધતિ, અબ્બે કેન્દ્રીય લંબાઈ માપન પદ્ધતિ, મોઇરે ડિફ્લેક્શન પદ્ધતિ અને ઓપ્ટિકલ ફાઈબર ઓટોકોલિમેશન પદ્ધતિના પરીક્ષણ સિદ્ધાંતોનો પરિચય આપે છે. હું માનું છું કે આ લેખ વાંચીને, તમને ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ્સમાં ફોકલ લેન્થ પેરામીટર્સની સારી સમજ હશે.